рівняння Лапласа

Матеріал з Вікіпедії - вільної енциклопедії

УравненіеЛапласа - диференціальне рівняння в приватних похідних. У тривимірному просторі рівняння Лапласа записується так:

і є окремим випадком рівняння Гельмгольца.

Рівняння розглядають також у двовимірному і одновимірному просторі. У двовимірному просторі рівняння Лапласа записується:

Також і в n-мірному просторі. В цьому випадку нулю прирівнюється сума n других похідних.

За допомогою диференціального оператора

- (оператора Лапласа) - це рівняння записується (для будь-якої розмірності) однаково як

В цьому випадку розмірність простору вказується явно (або мається на увазі).

Рівняння Лапласа відноситься до еліптичному увазі. Функції, які є рішеннями рівняння Лапласа, називаються гармонійними функціями. Неоднорідне уравненіеЛапласа називається рівнянням Пуассона.

Зауваження: все сказане вище відноситься до декартових координатах в плоскому просторі (як і вона була його розмірність). При використанні інших координат уявлення оператора Лапласа змінюється, і, відповідно, змінюється запис рівняння Лапласа (приклад - див. Нижче). Ці рівняння також називаються рівнянням Лапласа, проте для усунення неоднозначності термінології при цьому зазвичай явно додається вказівку системи координат (і, при бажанні повної ясності, розмірності), наприклад: "двовимірне рівняння Лапласа в полярних координатах".

. Рівняння коливань струни

1.1. Рівняння малих поперечних коливань

Рівняння коливань струни відноситься до рівнянь гіперболічного типу. Кожну точку струни можна охарактеризувати значенням її абсциси x. Для визначення положення струни в момент часу t досить знати компоненти вектора зміщення точки x в момент часу t. Будемо припускати, що зміщення струни лежать в одній площині (x, U) і що вектор зміщення перпендикулярний в будь-який момент часу до осі x; тоді процес коливання можна описати однією функцією U (x, t) (дивись малюнок).

Функція U (x, t) характеризує вертикальне переміщення струни.

Схожі статті